使用 Type Punning 和 union 的问题

Question

我想了解有关类型双关和别名的更多信息。所以我使用 GCC documentation 选项 -fstric-aliasing 提供的代码，如下所示：

union a_union{
    int i;
    double d;
};

int f(){
    union a_union t;
    t.d=3.0;

    return t.i
}

/*what I add*/
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("%d\n",f());
    return 0;
}

我没有期待什么特别的，但我只得到 0。所以我用 t.d 的不同值进行测试，但没有变化。我在没有选项的情况下使用 gcc 6.3 在 Debian 9 上测试了这段代码。我也尝试使用选项 -fno-strict-aliasing 相同的结果

如果有人能解释一下，为什么我只得到 0 那就太好了

Answer 1

一个值为 3.0 的 double 有很多 0 字节。我假设你的机器的字节顺序是这样的，它们与 int 重叠。如果您使用的不是 3.0，而是 3.1，您应该会看到另一个值。

您也可以尝试使用 unsigned long long 而不是 int，它通常与双精度数具有相同的大小，您将能够打印它的整个表示。

Answer 2

这取决于您的特定处理器使用的存储类型。

3.0000000000000000（双精度3）表示为4008 0000 0000 0000（十六进制）

您的处理器可以按各种顺序存储浮点数，有些会先存储最不重要的 bytes/words。在那种情况下，int 只会 return 0000 0000.

尝试使用 Pi 或 sqrt(2)

Answer 3

成员的大小在任何常见系统中都不匹配。 int 现在通常是 32 位，而 double 是 64 位。由于小端存储，3.0000000000 末尾的零位对应于 int 成员的零位。

试试这个：

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

union q_union{
    uint64_t i;
    double d;
};

_Static_assert(sizeof (union q_union){}.i == sizeof (union q_union){}.d,
     "The sizes of double and uint64_t must match");

uint64_t f(void) {
    union q_union t;
    t.d = 3.0;
    return t.i;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("%" PRIu64 "\n", f());
    printf("%#" PRIx64 "\n", f());
    return 0;
}

输出：

4613937818241073152
0x4008000000000000

使用 Type Punning 和 union 的问题

Issue using Type Punning with union

c

union

type-punning

c-standard-library